岩浆岩成因导论课件第二章岩浆的生成、演化及主要岩石的成因
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二辉橄榄岩
上地幔的矿物相关系
地幔岩根据可 能有的矿物组 合分为： 斜长石地幔岩 Pl+Px+Ol 辉石地幔岩 Ol+Px+Sp 石榴石地幔岩 Ol+Px+Ga
Upper Mantle Phase diagram
（T.H.Green和A.E.Ringwood,1967,简化）
按地热梯度计算，上地幔的软流圈顶 部正常温度为5000～10000C，至软流 圈底部为12000～20000C。由于软流圈 温度较高，且各处重力异常明显，必然 造成上地幔塑性固态物质的迁移和熔融， 所以软流圈被认为是地球深部极不稳定 的地带，是产生岩浆温度和构造运动的 总根源。
二、原始岩浆的形成机理
近代岩石学家威里（P.J.Wyllie)等认为 原始岩浆有三种来源： （1）来源于地幔橄榄岩的基性岩浆 （2）来种岩浆经过复杂的变异形成安山 岩浆，它们喷出地面而形成安山岩。
（一）上地幔中岩浆的生成 1、上地幔的物质组成
2．原始岩浆的种类问题
关于原始岩浆的种类问题，一个长期争论的 悬而未决的问题，归纳起来有以下几种观点： （1）一元论观点
由鲍文1928年提出，他认为自然界仅存在一种玄武 岩浆，即一元论的观点，所有的岩石都是由玄武岩浆通过 结晶分异作用派生的。
问题：一元论观点难以解释大规模花岗岩的成因？
（2）二元论观点
地 球 的 圈 层 结 构
根据莫霍面和 古登堡面，可将 地球内部分为三 个Ⅰ级圈层：
地壳、 地幔、 地核。
大洋地壳
根据次级界 面，还可将进一 步分为七个Ⅱ级 圈层：地壳、上 地幔、过渡层、 下地幔、外地核 过渡层和内核。
大陆地壳
上地幔样品有四种类型：
（1）霞石岩及碱性玄武岩及火山碎屑岩中的尖 晶石二辉橄榄岩和极少量的石榴石辉石岩包体 （2）金伯利岩中的石榴石二辉橄榄岩和榴辉岩 包体 （3）阿尔卑斯型超镁铁质深成岩，主要是斜方 辉橄岩和纯橄榄岩 （4）区域变质岩（深变质和强烈变形）中的榴 辉岩
在地表附近分离形成的是拉斑玄武岩浆。 在50KM深处，形成的岩浆成分为碱性橄榄 玄武岩－碧玄岩。 在100KM附近或更深，形成的是橄榄霞石 岩－金伯利岩岩浆。
长期以来，人们对橄榄岩浆的存在一直持 怀疑态度，但自科马提岩发现后，已逐渐得 到确认，并认为它是地幔橄榄岩直接融化出 来的。
格林根据研究认为当地幔岩达到30～60 ％的部分熔融程度时，所熔出的熔体成分相 当于苦橄岩质和科马提岩质岩浆。
2、上地慢中玄武岩浆和橄榄岩浆的生成 根据目前的研究，认为有下列几种原
因促使上地幔物质发生部分熔融，从而产 生岩浆。
（1） U、Th和K衰变生成的放射性热的影 响或构造运动（如板块的碰撞和俯冲）产生的 摩擦热。
（2） 压力释放的影响 （3） 挥发组分的影响
根据地球物理资料在80～150KM最易发生 熔融。林伍德进行了含0.1％水的地幔岩中岩 浆组成与熔融程度、温度和岩浆分离深度关系 的实验，得出了地幔岩熔融形成玄武岩浆的模 式。
据波速、包裹体及实验研究，目前多认为 地幔岩石圈的岩石的是橄榄石、辉石和石榴子 石的某种组合，化学成分相当于纯橄榄岩和橄 榄岩组成（见表）。
上地幔成分质量分数（％）（以中国为例，据刘玲根等，1992）
主要陨石类型的相对含量
普通球粒陨石
原始地幔的化学和同位 素组成相当于球粒陨石
上地幔的矿物组成 地幔包体资料
（4）多元论观点
近年来，通过全球构造学、岩理学、高温高压实验岩石 学、地球化学及地球物理的研究，在有关岩浆成因方面积累 了大量的资料，多元论的观点逐渐被人们所接受，目前多数 人认为：基性的拉斑玄武岩浆、碱性橄榄玄武岩浆；超基性 的金伯利岩浆、科马提岩浆、碳酸岩浆；中性的安山岩浆； 酸性的花岗岩浆、花岗闪长岩浆；碱性岩浆等都可能是原生 岩浆，但也有争议，尚须进一步探索和研究。
十九世纪末，以列文生－列信格和布恩等人为代表， 认为原生岩浆有两种，即玄武岩浆和花岗岩浆。
问题：在褶皱带存在着与花岗岩、玄武岩毫无联系
而大小不等的孤立的超基性岩体，它们又多在大断裂发展 的早期产出，显然不可能由其它岩浆分异而成。
（3）三元论观点
赫斯和库兹涅佐夫等人提出了原生岩浆有三种，玄武 岩浆、花岗岩浆和超基性岩浆， 即三元论观点。
对于超基性岩浆的形成机制、生成条件以 及形成深度等一系列重大问题尚未解决。
（二）地壳中岩浆的形成
1、地壳的组成 0－5KM 沉积盖层：沉积岩组成 5－20KM 地壳的上层：硅铝层 （花岗质层） 20－40KM地壳的下层：硅镁层 （玄武质层）
1 、地壳（A层）
厚度5-70 km之间。其中大 陆 地 区 厚 度 较 大 ， 平 均 33km ； 大洋地区厚度较小，平均7 km； 总体平均厚度约16km。地壳 莫霍面 物 质 的 密 度 一 般 为 2.62.7g/cm3。
岩石开始溶化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O 较高， 熔体偏于酸性；随着溶化温度的提高，熔体中FeO、MgO组 分增加而渐趋于基性。
局部熔融：在岩石开始熔化至全部熔化的温度区间内， 岩石中的易熔组分（酸性组分）先熔化，产生酸性熔体，残 留体为较基性的难熔固相物质。随着温度的升高，熔体数量 增加，其基性组分也逐渐增加；当温度达到或超过岩石全部 熔化的温度时，岩石全部熔化，熔体成分和被熔化的原岩成 分一致。岩石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。
第二章 岩浆的生成、演化 及主要岩石的成因
• 关于原始岩浆的种类问题 • 原始岩浆的形成机理 • 岩浆的演化机理 • 主要岩石的成因
一、原始岩浆问题 1．原始岩浆定义
原始岩浆（Primary magma）：上地慢
物质局部熔融及地壳物质全部或部分熔融而产生 的最初的岩浆。又称母岩浆。
局部熔融的概念
局部熔融是现代岩浆成因的一个基本概念。与单矿物 比较，岩石熔融有两个特点：一是岩石熔化温度低于其构 成矿物各自单独熔化时的熔点；二是岩石从开始熔融到全 部熔化有一个温度区间。岩石熔化时，不同矿物熔化顺序 不同。矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即组分 愈趋于基性，愈难熔化，称为难熔组分。矿物或岩石中 SiO2 和K2O含量愈高，即组分愈趋于酸性，愈易熔化，称 为易熔组分。
上地幔的矿物相关系
地幔岩根据可 能有的矿物组 合分为： 斜长石地幔岩 Pl+Px+Ol 辉石地幔岩 Ol+Px+Sp 石榴石地幔岩 Ol+Px+Ga
Upper Mantle Phase diagram
（T.H.Green和A.E.Ringwood,1967,简化）
按地热梯度计算，上地幔的软流圈顶 部正常温度为5000～10000C，至软流 圈底部为12000～20000C。由于软流圈 温度较高，且各处重力异常明显，必然 造成上地幔塑性固态物质的迁移和熔融， 所以软流圈被认为是地球深部极不稳定 的地带，是产生岩浆温度和构造运动的 总根源。
二、原始岩浆的形成机理
近代岩石学家威里（P.J.Wyllie)等认为 原始岩浆有三种来源： （1）来源于地幔橄榄岩的基性岩浆 （2）来种岩浆经过复杂的变异形成安山 岩浆，它们喷出地面而形成安山岩。
（一）上地幔中岩浆的生成 1、上地幔的物质组成
2．原始岩浆的种类问题
关于原始岩浆的种类问题，一个长期争论的 悬而未决的问题，归纳起来有以下几种观点： （1）一元论观点
由鲍文1928年提出，他认为自然界仅存在一种玄武 岩浆，即一元论的观点，所有的岩石都是由玄武岩浆通过 结晶分异作用派生的。
问题：一元论观点难以解释大规模花岗岩的成因？
（2）二元论观点
地 球 的 圈 层 结 构
根据莫霍面和 古登堡面，可将 地球内部分为三 个Ⅰ级圈层：
地壳、 地幔、 地核。
大洋地壳
根据次级界 面，还可将进一 步分为七个Ⅱ级 圈层：地壳、上 地幔、过渡层、 下地幔、外地核 过渡层和内核。
大陆地壳
上地幔样品有四种类型：
（1）霞石岩及碱性玄武岩及火山碎屑岩中的尖 晶石二辉橄榄岩和极少量的石榴石辉石岩包体 （2）金伯利岩中的石榴石二辉橄榄岩和榴辉岩 包体 （3）阿尔卑斯型超镁铁质深成岩，主要是斜方 辉橄岩和纯橄榄岩 （4）区域变质岩（深变质和强烈变形）中的榴 辉岩
在地表附近分离形成的是拉斑玄武岩浆。 在50KM深处，形成的岩浆成分为碱性橄榄 玄武岩－碧玄岩。 在100KM附近或更深，形成的是橄榄霞石 岩－金伯利岩岩浆。
长期以来，人们对橄榄岩浆的存在一直持 怀疑态度，但自科马提岩发现后，已逐渐得 到确认，并认为它是地幔橄榄岩直接融化出 来的。
格林根据研究认为当地幔岩达到30～60 ％的部分熔融程度时，所熔出的熔体成分相 当于苦橄岩质和科马提岩质岩浆。
2、上地慢中玄武岩浆和橄榄岩浆的生成 根据目前的研究，认为有下列几种原
因促使上地幔物质发生部分熔融，从而产 生岩浆。
（1） U、Th和K衰变生成的放射性热的影 响或构造运动（如板块的碰撞和俯冲）产生的 摩擦热。
（2） 压力释放的影响 （3） 挥发组分的影响
根据地球物理资料在80～150KM最易发生 熔融。林伍德进行了含0.1％水的地幔岩中岩 浆组成与熔融程度、温度和岩浆分离深度关系 的实验，得出了地幔岩熔融形成玄武岩浆的模 式。
据波速、包裹体及实验研究，目前多认为 地幔岩石圈的岩石的是橄榄石、辉石和石榴子 石的某种组合，化学成分相当于纯橄榄岩和橄 榄岩组成（见表）。
上地幔成分质量分数（％）（以中国为例，据刘玲根等，1992）
主要陨石类型的相对含量
普通球粒陨石
原始地幔的化学和同位 素组成相当于球粒陨石
上地幔的矿物组成 地幔包体资料
（4）多元论观点
近年来，通过全球构造学、岩理学、高温高压实验岩石 学、地球化学及地球物理的研究，在有关岩浆成因方面积累 了大量的资料，多元论的观点逐渐被人们所接受，目前多数 人认为：基性的拉斑玄武岩浆、碱性橄榄玄武岩浆；超基性 的金伯利岩浆、科马提岩浆、碳酸岩浆；中性的安山岩浆； 酸性的花岗岩浆、花岗闪长岩浆；碱性岩浆等都可能是原生 岩浆，但也有争议，尚须进一步探索和研究。
十九世纪末，以列文生－列信格和布恩等人为代表， 认为原生岩浆有两种，即玄武岩浆和花岗岩浆。
问题：在褶皱带存在着与花岗岩、玄武岩毫无联系
而大小不等的孤立的超基性岩体，它们又多在大断裂发展 的早期产出，显然不可能由其它岩浆分异而成。
（3）三元论观点
赫斯和库兹涅佐夫等人提出了原生岩浆有三种，玄武 岩浆、花岗岩浆和超基性岩浆， 即三元论观点。
对于超基性岩浆的形成机制、生成条件以 及形成深度等一系列重大问题尚未解决。
（二）地壳中岩浆的形成
1、地壳的组成 0－5KM 沉积盖层：沉积岩组成 5－20KM 地壳的上层：硅铝层 （花岗质层） 20－40KM地壳的下层：硅镁层 （玄武质层）
1 、地壳（A层）
厚度5-70 km之间。其中大 陆 地 区 厚 度 较 大 ， 平 均 33km ； 大洋地区厚度较小，平均7 km； 总体平均厚度约16km。地壳 莫霍面 物 质 的 密 度 一 般 为 2.62.7g/cm3。
岩石开始溶化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O 较高， 熔体偏于酸性；随着溶化温度的提高，熔体中FeO、MgO组 分增加而渐趋于基性。
局部熔融：在岩石开始熔化至全部熔化的温度区间内， 岩石中的易熔组分（酸性组分）先熔化，产生酸性熔体，残 留体为较基性的难熔固相物质。随着温度的升高，熔体数量 增加，其基性组分也逐渐增加；当温度达到或超过岩石全部 熔化的温度时，岩石全部熔化，熔体成分和被熔化的原岩成 分一致。岩石的局部熔融又叫重熔作用或深熔作用。
第二章 岩浆的生成、演化 及主要岩石的成因
• 关于原始岩浆的种类问题 • 原始岩浆的形成机理 • 岩浆的演化机理 • 主要岩石的成因
一、原始岩浆问题 1．原始岩浆定义
原始岩浆（Primary magma）：上地慢
物质局部熔融及地壳物质全部或部分熔融而产生 的最初的岩浆。又称母岩浆。
局部熔融的概念
局部熔融是现代岩浆成因的一个基本概念。与单矿物 比较，岩石熔融有两个特点：一是岩石熔化温度低于其构 成矿物各自单独熔化时的熔点；二是岩石从开始熔融到全 部熔化有一个温度区间。岩石熔化时，不同矿物熔化顺序 不同。矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即组分 愈趋于基性，愈难熔化，称为难熔组分。矿物或岩石中 SiO2 和K2O含量愈高，即组分愈趋于酸性，愈易熔化，称 为易熔组分。